试析与膜耦合的细胞固定化串联发酵生物质制乙醇的研究

《试析与膜耦合的细胞固定化串联发酵生物质制乙醇的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、大连理工大学硕士学位论文与膜耦合的细胞固定化串联发酵生物质制乙醇的研究姓名：隋东宇申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：刘天庆20071201大连理工大学硕士学位论文摘要与膜分离耦合的细胞固定化乙醇发酵技术的开发研究对于发展非粮食植物的节约化加工技术和替代石油的新型清洁能源生产具有重大意义。植物纤维原料包括纤维素、半纤维素和木质素，是地球上最丰富的生物可再生资源，利用其作为廉价的糖源生产燃料乙醇是解决世界能源危机的最有效途径。本研究采用海藻酸钙固定普通酿酒酵母和嗜鞣管囊酵母于两个串联的发酵罐内连续

2、发酵葡萄糖和木糖组成的糖液并与膜耦合的方法来制取酒精。通过硅橡胶膜(PDMS膜)的渗透蒸发作用将产品乙醇从发酵液中移出。解决了发酵过程中由于细胞浓度低和产物的抑制作用造成的转化率低、乙醇生产力不足的缺点，提高了糖的利用率和乙醇的产率。主要研究结果如下：研究了不同通气量对嗜鞣管囊酵母发酵木糖的影响。结果表明，在稀释率为0．382h"1，木糖浓度为Z59／L时，96--154ml／min的通气量是比较合适的。研究了葡萄糖浓度对嗜鞣管囊酵母代谢木糖的影响。在35℃、稀释率为0．382h"1、通气量为120m

3、1]min、初始木糖为259／L的条件下，当葡萄糖浓度与木糖浓度之比达到1：1时，葡萄糖对嗜鞣管囊酵母发酵木糖的抑制作用明显增大。研究了装置在未与膜耦合时，不同稀释率对装置发酵性能的影响。结果表明，在初始还原糖浓度为759／L(葡萄糖与木糖的浓度比为2：1)、发酵温度35"C、通气量为120ml／min、发酵液pH值4．5的参数条件下，稀释率为0．321h"1时，为整个装置的最佳发酵状态。研究了装置在最佳操作参数条件下，未与膜耦合和与膜耦合两种状态下装置发酵性能的差别。研究表明，在渗透蒸发膜的作用下，

4、装置的发酵能力有很大的提升。通过正交实验确定了装置的最佳操作参数。关键词：海藻酸钙；连续发酵；乙醇；PDMS膜；酿酒酵母；嗜鞣管囊酵母；细胞固定与膜耦合的细胞固定化串联发酵生物质制乙醇的研究EthanolfermentationprocessinserieswithgelimmobilizedcellsandintegratedwithmembraneAbstractNoveltechnologiesofcontinuousethanolfermentationwithmixedsubstratesc

5、onsistingofglucoseandxylosehavegreatimportanceindevelopingeconomizednon-grainagdcllltIl

6、：alproductprocessing硒dn钾旷珥嚏role呦-r印laceddeanenergyproduction．Lignocolluiosicmaterials，whichconsistofcollulose，hemicellulosc，andli鲷jnastheirmainconstituents，aIethemos

7、tabundantrenewableorganicreso嗍olltheearth戤present．11”productionoffuelalcoholusingtheinexpensiveandrenewablesugarofbiomassisoneofthemosteffectivemethodstoresolveenergycrisisintheworld．11地methodofcontinuousethanolfermentationwithmixedsubstratesconsistingo

8、fglucoseandxyloseintwoseries-woundfixedcolumnspackedwithgelbeadsofimmobilizedcoilswesappliedinthis懿廊ent．1kpolydimethylsiloxane(PDMS)membraneswereusedfortheseparationofvolatilecompoundsfzomthebroth．Theremovaloftheseinhibitivecompoundsallowstheincreaseint

9、heproduclivRyandtherateofconversionofsugartoethan01．nemajorexperimentalresultsareasfollows：EffectofairinputonthexylosefermentationbyP．tannophilus：theoptimumvolumeofairinputperminutewas96-145ml／minforthexylose(2Sg／L)fermentationby